JP2003344832A - Display device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光環境に対する依存性が少なく、あらゆる環
境で安定した視認性が得られる、反射型の表示装置を提
供する。
【解決手段】 表示装置は、光が通過可能な前側基板2
と、光を反射する反射層8を備えた後側基板9と、所定
の間隙を介して互いに接合した前側基板2及び後側基板
9に保持され信号電圧に応じて光の透過率が変化する電
気光学層7と、前側基板2及び後側基板9の少くとも片
方に配され電気光学層7に信号電圧を印加して画像を表
示する電極6とを有する。前側基板2は、通過する光の
拡散を電気的に制御する拡散層5を備えており、表示さ
れた画像の視認性を調整可能である。拡散層5は、前側
基板2の電気光学層7と接する内面側に配されている。
拡散層5は、透明な一対の電極4,6によって挟まれ拡
散性を電気的に制御可能な光学膜からなる。
(57) [Problem] To provide a reflection type display device which has little dependence on a light environment and can obtain stable visibility in any environment. The display device includes a front substrate 2 through which light can pass.
And a rear substrate 9 provided with a reflective layer 8 for reflecting light, and the front substrate 2 and the rear substrate 9 joined to each other via a predetermined gap, and the light transmittance changes according to the signal voltage. It has an electro-optic layer 7 and electrodes 6 which are arranged on at least one of the front substrate 2 and the back substrate 9 and apply a signal voltage to the electro-optic layer 7 to display an image. The front substrate 2 includes a diffusion layer 5 for electrically controlling the diffusion of light passing therethrough, and can adjust the visibility of a displayed image. The diffusion layer 5 is disposed on the inner surface of the front substrate 2 that contacts the electro-optic layer 7.
The diffusion layer 5 is formed of an optical film that is sandwiched between a pair of transparent electrodes 4 and 6 and that can electrically control the diffusivity.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は反射型の表示装置に
関する。詳しくは、LCDなどによって代表されるフラ
ット型の反射表示装置に組み込まれる光拡散層の構造に
関する。尚、反射型の表示装置には、照明光源として外
光のみを利用した一般的な反射表示装置の他、バックラ
イトを組み込んだ反射モード/透過モード兼用の表示装
置や補助光源としてフロント照明を組み込んだ反射型表
示装置なども含まれる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective display device. More specifically, the present invention relates to the structure of a light diffusion layer incorporated in a flat reflective display device represented by an LCD or the like. In addition to the general reflective display device that uses only external light as the illumination light source, the reflective display device also incorporates a display device for both reflection mode / transmission mode that incorporates a backlight and front illumination as an auxiliary light source. It also includes a reflective display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】反射型の表示装置は、光が通過可能な前
側基板(観察者側に面する)と、光を反射する反射層を
備えた後側基板とで構成され、フラット構造となってい
る。前側基板と後側基板は所定の間隙を介して互いに接
合している。両基板の間隙には電気光学層が配されてお
り、信号電圧に応じて光に対する透過率が変化する。前
側基板及び後側基板の少なくとも片方には電極が配され
ており、電気光学層に信号電圧を印加して画像を表示す
る。これらの構成部材に加え、光拡散板が組み込まれて
おり、光を散乱して画像の視認性を高める様にしてい
る。視認性の観点から見ると、白紙の上に描かれた絵柄
が最も理想的な表示状態と言える。反射型の表示装置を
この様な理想状態に近づける為、拡散板が利用されてい
る。従来、この拡散板もしくは拡散層は、反射層の表面
に微細な凹凸形状を作り込み、この幾何学的構造によっ
て光を散乱させる手法がある。又、前側基板に光を散乱
させる光学媒質層を配置した構造も提案されている。こ
の様な反射型表示装置は以下の文献などで紹介されてい
る。
[資料名]八戸工業大学紀要
[書誌事項]VOL.17;PAGE.89-94;1998年;JA
[著者]関秀広(八戸工大),伊藤資光(八戸工大大学
院),内田龍男(東北大大学院)
[タイトル]散乱効果を用いた反射型複屈折性液晶表示
素子
[抄録]携帯型電子装置の表示装置に適する標記素子を
提案した。この素子を前方散乱フィルム,1/4波長
板,電界制御型複屈折性液晶,鏡面反射板などで構成し
た。この素子の特長は高いマルチプレックス性,中間調
表示,簡便な構造,明るい表示である。この素子の構造
と動作原理を説明し,Jones行列を用いた光学的取
扱を示した。透過型モードと反射型モードのリタデーシ
ョンと光透過率・反射率を比較し,反射型モードで視野
角依存性が改善されることを述べた。
[資料名]八戸工業大学紀要
[書誌事項]VOL.16;PAGE.57-60;1997年;JA
[著者]関秀広(八戸工大),杉浦則生,清水雅宏(東
北大大学院),内田龍男(東北大工)
[タイトル]光散乱性フィルムを用いた新しい反射型ゲ
スト・ホスト表示素子
[抄録]相転移型ゲスト・ホスト液晶(PCGHモー
ド)は,偏光子が不要なことから明るい表示が可能であ
り,さらに,表示特性の角度依存性が少ないことから反
射型表示素子に適している。本文で提案したPCGH素
子は,散乱フィルムとPCGH液晶層,銀蒸着鏡面反射
基板からなる。オフ状態では二色性色素が入射光を吸収
して暗状態となり,オン状態では散乱フィルムが大部分
の入射光と液晶層を通過し鏡面で反射した出力光を散乱
して素子外部へ放出する。散乱特性は,高分子中に分散
するプラスチック粒子の径や濃度,屈折率,フィルム厚
により制御でき,2回散乱で4度の半値幅を得た。標準
白色MgO板より明るい表示結果は,有望性を証明し
た。2. Description of the Related Art A reflection type display device is composed of a front side substrate (facing the observer side) through which light can pass and a rear side substrate provided with a reflection layer for reflecting light, and has a flat structure. ing. The front substrate and the rear substrate are bonded to each other with a predetermined gap. An electro-optical layer is arranged in the gap between the two substrates, and the light transmittance changes according to the signal voltage. Electrodes are arranged on at least one of the front substrate and the rear substrate, and a signal voltage is applied to the electro-optical layer to display an image. In addition to these components, a light diffusing plate is incorporated to scatter light and enhance the visibility of images. From the viewpoint of visibility, it can be said that the picture drawn on the white paper is the most ideal display state. A diffusing plate is used to bring the reflective display device closer to such an ideal state. Conventionally, this diffusion plate or diffusion layer has a method of forming fine unevenness on the surface of the reflection layer and scattering light by this geometric structure. A structure in which an optical medium layer that scatters light is arranged on the front substrate has also been proposed. Such a reflective display device is introduced in the following documents and the like. [Material name] Bulletin of Hachinohe Institute of Technology [Bibliographic information] VOL.17; PAGE.89-94; 1998; JA [Author] Hidehiro Seki (Hachinohe Institute of Technology), Shimitsu Ito (Hachinohe Institute of Technology), Tatsuo Uchida (Tohoku Univ. (Graduate school) [Title] Reflective birefringent liquid crystal display device using scattering effect [Abstract] We proposed a title device suitable for display devices of portable electronic devices. This element was composed of a forward scattering film, a quarter-wave plate, an electric field control type birefringent liquid crystal, a specular reflection plate and the like. The features of this device are high multiplexing, halftone display, simple structure, and bright display. The structure and operating principle of this device were explained, and the optical handling using the Jones matrix was shown. By comparing the retardation of the transmissive mode and the reflective mode and the light transmittance / reflectance, it was shown that the viewing angle dependency is improved in the reflective mode. [Material name] Bulletin of Hachinohe Institute of Technology [Bibliographic information] VOL.16; PAGE.57-60; 1997; JA [Author] Hidehiro Seki (Hachinohe Inst. Of Tech.), Norio Sugiura, Masahiro Shimizu (Tohoku Univ.), Tatsuo Uchida (Tohoku Univ.) [Title] New reflective guest-host display device using light-scattering film [Abstract] Phase-transition guest-host liquid crystal (PCGH mode) is capable of bright display because it does not require a polarizer. Moreover, it is suitable for a reflective display element because the display characteristics have little angle dependence. The PCGH device proposed in this paper consists of a scattering film, a PCGH liquid crystal layer, and a silver vapor deposition mirror reflection substrate. In the off state, the dichroic dye absorbs the incident light to become the dark state, and in the on state, the scattering film scatters most of the incident light and the output light that has passed through the liquid crystal layer and is reflected by the mirror surface and emits it to the outside of the device. . The scattering characteristics can be controlled by the diameter and concentration of the plastic particles dispersed in the polymer, the refractive index, and the film thickness, and a half width of 4 degrees was obtained by twice scattering. Brighter display results than the standard white MgO plate proved promising.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前述した様に、表示媒
体としての紙は、あらゆる光環境において高い視認性が
得られる。その理由は、紙の表面が完全拡散性に近く、
非常に大きな拡散性を有していることに起因する。これ
に対し、現在開発が進められているフラットパネル型の
反射液晶表示装置では、偏光板やカラーフィルタなど光
を吸収する構成部材が多く組み込まれている。この為、
紙と同様に高度の拡散性を備えた拡散板を組み込むと、
逆に外部からの照明光を散乱し過ぎて、十分な表示明度
(視認性)が得られない。そこで、反射型および反射/
透過兼用の液晶表示装置などにおいては、拡散板の拡散
性をある程度抑えることで、反射特性に分布もしくはゲ
インを持たせている。As described above, paper as a display medium has high visibility in all light environments. The reason is that the surface of the paper is almost diffusive,
It is due to having a very large diffusivity. On the other hand, in the flat panel type reflective liquid crystal display device which is currently being developed, many components such as a polarizing plate and a color filter that absorb light are incorporated. Therefore,
If you install a diffuser plate with a high degree of diffusion like paper,
On the contrary, since the illumination light from the outside is scattered too much, sufficient display brightness (visibility) cannot be obtained. So reflective and reflective /
In a liquid crystal display device that also serves as a transmission, the diffuseness of the diffuser plate is suppressed to some extent to give a distribution or gain to the reflection characteristic.
【0004】しかしながら、従来の表示装置で設定され
た反射特性分布は、特定の光環境の中では最適な特性を
示しても、それとは異なる光環境では必ずしも最適な特
性を示さない。例えば、光源が観察者の頭上付近にある
様な光環境が良好な状態に適応させる場合には、拡散性
を大きくすることが好ましい。これにより、表示状態を
紙媒体などに近づけることができ、良好な視認性が得ら
れる。ところが逆に、この様な強い拡散性を持った反射
型表示装置は、特定の光源が存在せず天井や壁からの間
接反射光などで画像を表示する場合や屋外でも日陰の場
所で表示する場合など、光環境がそれ程よくない場所で
は、元々不十分な照明光が拡散されてしまい、表示が暗
くなって視認性が落ちる。この様に特定の強い光源がな
く比較的弱い全方向からの間接照明光を利用する環境で
は、そもそも液晶表示装置に拡散光が取り込まれる為、
表示装置の内部に強い拡散性を付与する必要はない。こ
の様に、従来の手法では、特定の光環境下において優れ
た視認性(表示の明るさ)が得られたとしても、別の光
環境下において優れた視認性が得られているとは言い難
い。そこで、本発明は、光環境に対する依存性を無く
し、あらゆる環境で常に優れた視認性を得ることを目的
とする。However, the reflection characteristic distribution set in the conventional display device shows an optimum characteristic in a specific light environment, but does not necessarily show an optimum characteristic in a different light environment. For example, in the case of adapting to a good light environment where the light source is near the observer's head, it is preferable to increase the diffusivity. As a result, the display state can be brought closer to a paper medium or the like, and good visibility can be obtained. On the contrary, such a reflective display device having strong diffusivity does not have a specific light source and displays an image by indirect reflected light from a ceiling or a wall, or even in the shaded place outdoors. In a case where the light environment is not so good, the illumination light which is originally insufficient is diffused, and the display becomes dark and the visibility deteriorates. In such an environment where there is no specific strong light source and indirect illumination light from all directions, which is relatively weak, is used, diffused light is taken into the liquid crystal display device in the first place.
It is not necessary to give strong diffusivity to the inside of the display device. Thus, it is said that the conventional method, even if excellent visibility (brightness of display) is obtained in a specific light environment, is excellent in another light environment. hard. Therefore, it is an object of the present invention to eliminate the dependency on the light environment and always obtain excellent visibility in any environment.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決し、本発明の目的を達成するために以下の手段
を講じた。即ち、光が通過可能な前側基板と、光を反射
する反射層を備えた後側基板と、所定の間隙を介して互
いに接合した前側基板及び後側基板に保持され信号電圧
に応じて光の透過率が変化する電気光学層と、該前側基
板及び後側基板の少なくとも片方に配され該電気光学層
に信号電圧を印加して画像を表示する電極とを有する表
示装置において、前記前側基板は、通過する光の拡散を
電気的に制御する拡散層を備えており、表示された画像
の視認性を調整可能なことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the problems of the above-mentioned conventional techniques and achieve the object of the present invention, the following measures were taken. That is, a front substrate through which light can pass, a rear substrate provided with a reflection layer that reflects light, and a front substrate and a rear substrate that are bonded to each other with a predetermined gap, In a display device having an electro-optical layer whose transmittance changes, and an electrode which is arranged on at least one of the front substrate and the rear substrate and which displays an image by applying a signal voltage to the electro-optical layer, the front substrate is A diffusion layer for electrically controlling the diffusion of passing light is provided, and the visibility of the displayed image can be adjusted.
【0006】好ましくは、前記拡散層は、該前側基板の
電気光学層と接する内面側に配されている。又、前記拡
散層は、透明な一対の電極によって挟まれ拡散性を電気
的に制御可能な光学膜からなる。好ましくは、該前側基
板を通過する光の拡散を手動で制御する為、該拡散層に
印加する電圧を調節可能な手段を備えている。或いは、
該前側基板を通過する光の拡散を自動で制御する為、該
前側基板に入射する光の状態を検出して該拡散層に印加
する電圧を調節する手段を備えている。[0006] Preferably, the diffusion layer is arranged on the inner surface side of the front substrate, which is in contact with the electro-optical layer. Further, the diffusion layer is composed of an optical film which is sandwiched by a pair of transparent electrodes and whose diffusivity can be electrically controlled. Preferably, a means for adjusting the voltage applied to the diffusion layer is provided in order to manually control diffusion of light passing through the front substrate. Alternatively,
In order to automatically control the diffusion of the light passing through the front substrate, a means for detecting the state of the light incident on the front substrate and adjusting the voltage applied to the diffusion layer is provided.
【0007】一態様では、前記後側基板は、該反射層で
構成される反射領域に加え背部照明からの光を透過する
透過領域を備えており、該反射領域を利用した反射表示
と該透過領域を利用した透過表示とを切換可能であり、
前記拡散層は該反射表示及び透過表示に応じて、該前側
基板を通過する光の拡散を制御する。他の態様では、前
記前側基板の外面には、必要に応じて光を入射する為の
フロント照明が配されており、前記拡散層は該フロント
照明の点灯及び消灯に応じて該前側基板を通過する光の
拡散を制御する。In one aspect, the rear substrate is provided with a transmissive region for transmitting light from the back illumination in addition to the reflective region formed by the reflective layer, and the reflective display utilizing the reflective region and the transmissive region. It is possible to switch between transparent display using the area,
The diffusion layer controls diffusion of light passing through the front substrate according to the reflective display and the transmissive display. In another aspect, front illumination for incident light is arranged on an outer surface of the front substrate as needed, and the diffusion layer passes through the front substrate according to turning on and off of the front illumination. Control the diffusion of light.
【0008】好ましくは、前記反射層は凸凹面を有し光
を散乱反射するとともに、前記拡散層は該散乱反射した
光を拡散透過する。或いは、前記反射層は平面を有し光
を鏡面反射するとともに、前記拡散層は該鏡面反射した
光を拡散透過する。この場合、前記反射層は、該後側基
板の法線に対して互いに反対方向に傾いた一対の平面を
有する。場合によっては、前期反射層は、該後側基板の
法線に対して互いに反対方向に傾いた一対の平面が周期
的に連続している反射層でもよい。Preferably, the reflecting layer has an uneven surface and scatters and reflects light, and the diffusion layer diffuses and transmits the scattered and reflected light. Alternatively, the reflection layer has a flat surface and specularly reflects light, and the diffusion layer diffuses and transmits the specularly reflected light. In this case, the reflection layer has a pair of flat surfaces inclined in directions opposite to each other with respect to the normal line of the rear substrate. In some cases, the early reflection layer may be a reflection layer in which a pair of planes inclined in opposite directions with respect to the normal line of the rear substrate are periodically continuous.
【0009】本発明によれば、電気的に光拡散性を制御
可能な拡散層を、反射層よりも表示面側に配した構造と
なっている。この表示装置は、反射モードにおいて光環
境に適応した光拡散性を得ることができ、表示の視認性
の向上を図れる。例えば、強い照明光源が存在する良好
な光環境下では、電気的に光拡散性を高めて、照明光源
の指向性を抑えるとともに、紙媒体に近い表示外観を得
る様にしている。一方、特定の照明光源が存在せず、周
囲から入射する散乱光のみに依存した光環境下では、光
拡散性を電気的に抑制して、より多くの外光を表示装置
内に取り込むことができる様にしている。これにより、
表示の視認性(明度)を環境に適応させることができ
る。According to the present invention, the structure is such that the diffusing layer whose light diffusibility is electrically controllable is arranged closer to the display surface side than the reflecting layer. This display device can obtain the light diffusivity adapted to the light environment in the reflection mode, and can improve the visibility of the display. For example, under a good light environment in which a strong illumination light source exists, the light diffusivity is electrically increased to suppress the directivity of the illumination light source and obtain a display appearance close to that of a paper medium. On the other hand, under a light environment in which there is no specific illumination light source and only the scattered light that is incident from the surroundings is used, it is possible to electrically suppress the light diffusivity and take in more external light into the display device. I am able to do it. This allows
The visibility (brightness) of the display can be adapted to the environment.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1は本発明に係る表示装置
の第一実施形態を示す模式的な部分断面図である。図示
する様に、本表示装置は、光が通過可能な前側基板2
と、光を反射する反射層8を備えた後側基板9とで構成
されている。前側基板2と後側基板9は所定の間隙を介
して互いに接合されており、フラットなパネル構造とな
っている。両基板2,9の間隙には電気光学層として例
えば液晶層7が保持されている。この液晶層7は信号電
圧に応じて光に対する透過率が変化し、いわゆるライト
バルブとして機能する。一般に、電気光学層を利用した
フラットパネル構造の表示装置では、前側基板及び後側
基板の少くとも片方に電極が配されており、電気光学層
に信号電圧を印加して画像を表示する様になっている。
本実施形態では電気光学層として液晶層7を用いてお
り、これに信号電圧を印加する為、前側基板2及び後側
基板9の両方に電極を形成している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing a first embodiment of a display device according to the present invention. As shown in the figure, this display device has a front substrate 2 through which light can pass.
And a rear substrate 9 having a reflective layer 8 that reflects light. The front substrate 2 and the rear substrate 9 are bonded to each other with a predetermined gap, and have a flat panel structure. A liquid crystal layer 7, for example, is held as an electro-optical layer in the gap between the substrates 2 and 9. The liquid crystal layer 7 changes its light transmittance depending on the signal voltage, and functions as a so-called light valve. Generally, in a display device having a flat panel structure using an electro-optical layer, electrodes are arranged on at least one of the front substrate and the rear substrate, and a signal voltage is applied to the electro-optical layer to display an image. Has become.
In this embodiment, the liquid crystal layer 7 is used as the electro-optical layer, and electrodes are formed on both the front substrate 2 and the rear substrate 9 in order to apply a signal voltage thereto.
【0011】本実施形態はいわゆるアクティブマトリク
ス型となっており、後側基板9には画素電極が形成され
る一方、前側基板2には対向電極が形成されている。本
実施形態では、後側基板9に形成された画素電極が反射
層8を兼ねている。一方、前側基板2に形成された対向
電極は透明電極6となっている。画素電極を兼ねる反射
層8は層間絶縁膜11の上に形成されている。層間絶縁
膜11の下には各画素電極に対応してスイッチング素子
10が形成されている。このスイッチング素子10は例
えば薄膜トランジスタからなり、対応する画素電極に信
号電圧を印加する。This embodiment is a so-called active matrix type, in which pixel electrodes are formed on the rear substrate 9 and counter electrodes are formed on the front substrate 2. In this embodiment, the pixel electrode formed on the rear substrate 9 also serves as the reflective layer 8. On the other hand, the counter electrode formed on the front substrate 2 is the transparent electrode 6. The reflective layer 8 also serving as a pixel electrode is formed on the interlayer insulating film 11. A switching element 10 is formed below the interlayer insulating film 11 corresponding to each pixel electrode. The switching element 10 is composed of, for example, a thin film transistor, and applies a signal voltage to the corresponding pixel electrode.
【0012】液晶層7はTNモード、ECBモード、ゲ
ストホストモードなど種々の配向状態を利用可能であ
る。本実施形態では、ECBモードを利用しており、液
晶層7の複屈折性を制御して、光の透過率を調整する。
この関係で、前側基板2の外面には偏光板1と位相差板
1aが取り付けられている。液晶層7、偏光板1及び位
相差板1aを組み合わせることで、光に対する透過率を
変調できる。なお、本実施例では、位相差板を一枚用い
ているが、場合によっては位相差板を複数枚組み合わせ
ることもある。又、前側基板2の内面には各画素電極に
対応してRGB三原色に色分けされたカラーフィルタ層
3が形成されている。これにより、本表示装置はカラー
表示を行なうことができる。但し、本発明はこれに限ら
れるものではなくカラーフィルタ層を備えていない単色
表示装置にも適用可能であることは言うまでもない。The liquid crystal layer 7 can utilize various alignment states such as a TN mode, an ECB mode and a guest-host mode. In this embodiment, the ECB mode is used, and the birefringence of the liquid crystal layer 7 is controlled to adjust the light transmittance.
In this relationship, the polarizing plate 1 and the retardation plate 1a are attached to the outer surface of the front substrate 2. By combining the liquid crystal layer 7, the polarizing plate 1 and the retardation plate 1a, the light transmittance can be modulated. Although one retardation plate is used in this embodiment, a plurality of retardation plates may be combined in some cases. Further, on the inner surface of the front substrate 2, a color filter layer 3 which is color-coded into three primary colors of RGB is formed corresponding to each pixel electrode. As a result, the display device can perform color display. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this, and can be applied to a monochromatic display device that does not include a color filter layer.
【0013】本発明の特徴事項として、前側基板2は、
通過する光の拡散を電気的に制御する拡散層5を備えて
おり、表示された画像の視認性を調整可能である。基本
的には、この拡散層5は反射層8よりも観察者側に近け
ればよい。従って、拡散層は偏光板1の上、偏光板1と
位相差板1aの間、位相差板1aと前側基板2の間など
適宜配することができる。但し表示画像の鮮明度の観点
からすると、図示する様に前側基板2の液晶層7と接す
る内面側に拡散層5を配することが望ましい。本実施形
態では、拡散層5は透明な一対の電極4,6によって挟
まれており、拡散性を電気的に制御可能な光学膜からな
る。例えば、この光学膜としてポリマー分散型液晶膜を
用いることができる。尚、拡散層5を挟持する一対の電
極のうち、下方の透明電極6は、前述した様に対向電極
となっており後側基板9に形成された各画素電極(反射
層8)との間で液晶層7を保持している。As a feature of the present invention, the front substrate 2 is
The diffusion layer 5 that electrically controls the diffusion of passing light is provided, and the visibility of the displayed image can be adjusted. Basically, the diffusion layer 5 should be closer to the viewer side than the reflection layer 8. Therefore, the diffusion layer can be appropriately disposed on the polarizing plate 1, between the polarizing plate 1 and the retardation plate 1a, between the retardation plate 1a and the front substrate 2, or the like. However, from the viewpoint of the clarity of the displayed image, it is desirable to dispose the diffusion layer 5 on the inner surface side of the front substrate 2 which is in contact with the liquid crystal layer 7 as shown in the figure. In this embodiment, the diffusion layer 5 is sandwiched by a pair of transparent electrodes 4 and 6 and is made of an optical film whose diffusivity can be electrically controlled. For example, a polymer dispersion type liquid crystal film can be used as the optical film. Of the pair of electrodes sandwiching the diffusion layer 5, the lower transparent electrode 6 serves as the counter electrode as described above, and is formed between the pixel electrodes (reflection layer 8) formed on the rear substrate 9. Holds the liquid crystal layer 7.
【0014】本実施形態では光散乱性の反射層8を用い
ている。この反射層8は微細な凹凸面を有し光を散乱反
射することができる。一方、拡散層5は反射層8によっ
て散乱反射した光を、更に拡散透過する様になってい
る。例えば、後側基板9に形成された反射層8は特定の
照明光源が存在せず周囲の間接散乱光のみを利用して表
示を行なう様な比較的弱い間接照明の光環境に最適化し
て凹凸構造が設計されている。一方、拡散層5は、この
凹凸反射層8による散乱と相まって、比較的強い照明光
源が存在する様な直接照明の強い光環境に最適化できる
様になっている。本実施形態では、前側基板2を通過す
る光の拡散を自動で制御する為、前側基板2に入射する
光の状態を検出して拡散層5に印加する電圧を調節する
手段を備えている。図示の例では、拡散層5を保持する
一対の透明電極4,6の間に電圧供給源Eが接続されて
おり、これと直列に前述した調節手段として光電スイッ
チSWが接続されている。例えば特定の強い照明光源が
存在する場合スイッチSWがオフとなって、拡散層5に
は電圧が印加されない。これにより拡散層5が本来の拡
散性を保持し、反射層8の散乱性と相まって、特定の照
明光源が存在する光環境に適用することができる。逆
に、特定の照明光源が検出されない場合、スイッチSW
がオンとなって、拡散層5の拡散機能が停止消滅し透明
になる。これにより、反射層8の散乱性のみが機能し、
比較的弱い光環境に最適化することができる。In this embodiment, the light-scattering reflective layer 8 is used. The reflective layer 8 has a fine uneven surface and can scatter and reflect light. On the other hand, the diffusion layer 5 further diffuses and transmits the light scattered and reflected by the reflection layer 8. For example, the reflective layer 8 formed on the rear substrate 9 is not suitable for a relatively weak indirect illumination light environment in which a specific illumination light source does not exist and only the ambient indirect scattered light is used for display, and thus the unevenness is obtained. The structure is designed. On the other hand, the diffusion layer 5, combined with the scattering by the uneven reflection layer 8, can be optimized for a light environment with strong direct illumination where a relatively strong illumination light source exists. In the present embodiment, in order to automatically control the diffusion of light passing through the front substrate 2, a means for detecting the state of light incident on the front substrate 2 and adjusting the voltage applied to the diffusion layer 5 is provided. In the illustrated example, the voltage supply source E is connected between the pair of transparent electrodes 4 and 6 holding the diffusion layer 5, and the photoelectric switch SW is connected in series with the voltage supply source E as the adjusting means. For example, when a specific strong illumination light source is present, the switch SW is turned off and no voltage is applied to the diffusion layer 5. As a result, the diffusing layer 5 retains its original diffusibility, and in combination with the diffusing property of the reflecting layer 8, it can be applied to a light environment in which a specific illumination light source exists. On the contrary, if the specific illumination light source is not detected, the switch SW
Is turned on, the diffusion function of the diffusion layer 5 is stopped and disappeared, and the diffusion layer 5 becomes transparent. Thereby, only the scattering property of the reflective layer 8 functions,
It can be optimized for relatively weak light environments.
【0015】例えば、拡散層5としてポリマー分散型液
晶(PDLC)を用いた場合で、具体的な動作を説明す
る。光環境の良好な場所で使用する場合には、透明電極
4と6は同電位にしておくことで、PDLCは拡散性能
を保持しているので、後側基板9に形成された凹凸構造
の反射層8による光拡散と、PDLCの光拡散とを合わ
せて大きな拡散効果を得ることができる。次に光環境が
あまりよくない場所では、透明電極4と6の間に十分な
電圧を印加することで、PDLCはほぼ透明になり拡散
性を失う。その為、実際の拡散性は、後側基板9に形成
された凹凸構造の反射層8に依存することになる。For example, when a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) is used as the diffusion layer 5, a specific operation will be described. When used in a place with a good light environment, the transparent electrodes 4 and 6 are kept at the same potential, so that the PDLC retains the diffusing performance. Therefore, the reflection of the uneven structure formed on the rear substrate 9 is reflected. A large diffusion effect can be obtained by combining the light diffusion by the layer 8 and the light diffusion of PDLC. Next, in a place where the light environment is not so good, by applying a sufficient voltage between the transparent electrodes 4 and 6, the PDLC becomes almost transparent and loses its diffusivity. Therefore, the actual diffusivity depends on the reflective layer 8 having the concavo-convex structure formed on the rear substrate 9.
【0016】図2は、本発明に係る表示装置の第二実施
形態を示す模式的な部分断面図である。図1に示した第
一実施形態と対応する部分には対応する参照番号を付し
て理解を容易にしている。本実施形態は、画素電極を兼
ねる反射層8が平面を有し光を鏡面反射する様になって
いる。すなわち、図1に示した先の実施形態の反射層8
が散乱反射性であるのに対し、本実施形態の反射層8は
鏡面反射性である。拡散層5は反射層8で鏡面反射した
光を拡散透過することで、視認性を高めている。具体的
には、前側基板2を通過する光の拡散を手動で制御する
為、拡散層5に印加する電圧を調節可能な手段を備えて
いる。本実施形態では、この手段として、電圧調整可能
な電源Eを用いている。第一実施形態と同様に拡散層5
としてPDLCを用いた場合、光環境の良好な場所では
透明電極4と6をほぼ同電位にしておくことで、PDL
Cが必要十分な拡散性能を保持する様にしている。次
に、光環境があまりよくない場所では、透明電極4,6
の間に適当な電圧を印加することで、PDLCの拡散性
を適宜調節している。例えば、照明光が乏しくなるにし
たがってPDLCに対する印加電圧を高めていくと、その拡
散性は徐々に小さくなり、より強い指向性(ゲイン)を
持った反射光となり、乏しい照明下でも十分な表示明度
が得られ、高い視認性を確保できる。ところで、特定の
強い照明光源が存在する場所で拡散層5を透明に近づけ
ると、反射層8による反射は鏡面に近づくために、きわ
めて強い指向性を生じかえって視認性を低下させる。そ
こで、特定の照明光源が存在する環境では、拡散層5を
機能させて、表示の視認性を高めている。FIG. 2 is a schematic partial sectional view showing a second embodiment of the display device according to the present invention. Parts corresponding to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by corresponding reference numerals to facilitate understanding. In this embodiment, the reflection layer 8 which also serves as a pixel electrode has a flat surface and specularly reflects light. That is, the reflective layer 8 of the previous embodiment shown in FIG.
Is scattering and reflective, whereas the reflective layer 8 of the present embodiment is specular. The diffusion layer 5 diffuses and transmits the light specularly reflected by the reflection layer 8 to enhance the visibility. Specifically, in order to manually control the diffusion of light passing through the front substrate 2, there is provided means capable of adjusting the voltage applied to the diffusion layer 5. In this embodiment, a voltage-adjustable power source E is used as this means. Diffusion layer 5 as in the first embodiment
When PDLC is used as the PDL, by setting the transparent electrodes 4 and 6 at substantially the same potential in a place where the light environment is favorable,
C is designed to maintain the necessary and sufficient diffusion performance. Next, in places where the light environment is not very good, the transparent electrodes 4, 6
By applying an appropriate voltage during the period, the diffusivity of PDLC is appropriately adjusted. For example, if the applied voltage to the PDLC is increased as the illumination light becomes scarce, its diffusivity gradually becomes smaller, and the reflected light has a stronger directivity (gain), resulting in sufficient display brightness even under poor illumination. Is obtained, and high visibility can be secured. By the way, when the diffusion layer 5 is made transparent in a place where a specific strong illumination light source is present, the reflection by the reflection layer 8 approaches a mirror surface, so that extremely strong directivity is generated and visibility is deteriorated. Therefore, in an environment where a specific illumination light source exists, the diffusion layer 5 is made to function to enhance the visibility of the display.
【0017】図3は、本発明に係る表示装置の第三実施
形態を示す模式的な部分断面図である。図2に示した第
二実施形態と対応する部分には対応する参照番号を付し
て理解を容易にしている。本実施形態では、反射層8が
後側基板9の法線に対して互いに反射方向に傾いた一対
の平面を有する。単一の平面からなる鏡面反射層を用い
た第二実施形態と比較すると、一対の平面が互いに反対
方向に傾いているので反射方位が拡大し、その分表示画
像が明るく見える範囲も広がる。尚、動作上は第二実施
形態と同様であり、光環境に応じて拡散層5の拡散性を
手動で調節する様にすればよい。FIG. 3 is a schematic partial sectional view showing a third embodiment of the display device according to the present invention. Parts corresponding to those of the second embodiment shown in FIG. 2 are designated by corresponding reference numerals to facilitate understanding. In this embodiment, the reflective layer 8 has a pair of flat surfaces that are inclined in the reflection direction with respect to the normal line of the rear substrate 9. Compared to the second embodiment using a specular reflection layer composed of a single plane, the pair of planes are inclined in opposite directions, so the reflection azimuth is expanded, and the range in which the display image appears brighter is expanded accordingly. The operation is similar to that of the second embodiment, and the diffusivity of the diffusion layer 5 may be manually adjusted according to the light environment.
【0018】図4は、本発明に係る表示装置の第四実施
形態を示す模式的な部分断面図である。図3に示した第
三実施形態と対応する部分には対応する参照番号を付し
て理解を容易にしている。第三実施形態では一対の平面
が基板9の法線に対して互いに内側に傾いているのに対
し、(A)に示す実施形態では一対の平面が基板9の法
線に対して外側に傾いている。光学的な機能は第三実施
形態と同様であり、反射方位を広げて表示が明るく見え
る角度範囲を大きくすることができる。又、(B)に示
す変形例では、基板9の法線に対して互いに反対方向に
傾いた一対の平面が周期的に連続している反射層8を用
いている。FIG. 4 is a schematic partial sectional view showing a fourth embodiment of the display device according to the present invention. Parts corresponding to those of the third embodiment shown in FIG. 3 are designated by corresponding reference numerals to facilitate understanding. In the third embodiment, the pair of planes are inclined inward with respect to the normal line of the substrate 9, whereas in the embodiment shown in FIG. ing. The optical function is the same as that of the third embodiment, and the reflection azimuth can be widened to increase the angular range in which the display looks bright. Further, in the modification shown in (B), the reflective layer 8 is used in which a pair of planes inclined in opposite directions with respect to the normal line of the substrate 9 are periodically continuous.
【0019】図5は、前述した拡散層に用いられるPD
LCの動作説明に供する模式図である。このPDLC
は、液晶が微小粒滴として高分子マトリクス中に分散し
た構造となっている。電圧無印加時には、液晶分子(マ
イクロカプセル)は高分子壁面内に沿って配向している
ので、光の入射方向から見ると液晶分子はランダムな配
列となっている。この方式では、液晶の屈折率と高分子
マトリクスの屈折率が異なる様に組み合わされているの
で、入射光は散乱され白濁外観を呈する。一方、電圧印
加時には、液晶分子は電界方向に配列するので、液晶の
常光屈折率と高分子の屈折率を等しく設定しておけば、
入射光は散乱されないので透明外観を呈する。この様
に、PDLCは印加電圧に応じて光散乱性が変化するの
で、通過する光の拡散を電気的に制御する拡散層として
使うことができる。尚、本発明はPDLCに限られるも
のではなく、光拡散性もしくは散乱性に電圧応答性のあ
る様々な固体フィルムあるいは液状フィルムを用いるこ
とができる。FIG. 5 shows a PD used for the diffusion layer described above.
It is a schematic diagram with which operation | movement description of LC is provided. This PDLC
Has a structure in which liquid crystals are dispersed in the polymer matrix as fine droplets. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules (microcapsules) are aligned along the polymer wall surface, so that the liquid crystal molecules are randomly arranged when viewed from the light incident direction. In this method, since the refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the polymer matrix are combined so as to be different from each other, incident light is scattered and has a cloudy appearance. On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field, so if the ordinary refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the polymer are set equal,
Since the incident light is not scattered, it has a transparent appearance. In this way, since the PDLC has a light scattering property that changes according to the applied voltage, it can be used as a diffusion layer that electrically controls the diffusion of passing light. Note that the present invention is not limited to PDLC, and various solid films or liquid films having light diffusivity or voltage response in light scattering property can be used.
【0020】図6は本発明に係る表示装置の第五実施形
態を示しており、反射表示と透過表示を兼ね備えたハイ
ブリッド型となっている。ハイブリッド型表示装置は、
十分な明るさの外光(自然光や室内照明光など)が得ら
れる時は、前面側から入射する外光を後面側の反射層で
反射させて外光を利用する反射型表示を行ない、十分な
明るさの外光が得られない時は、表示装置の後面側に配
置されたバックライト(背部照明)の光を利用する透過
型表示を行なう。(A)は一画素分の断面構造を表わし
ている。ハイブリッド型の表示装置は、互いに対向配置
された前後一対の基板2,9で構成されている。一方の
基板2の内面には透明な対向電極6が形成されており、
他方の基板9の内面には画素電極12が形成されてい
る。一方の対向電極6と他方の個々の画素電極12とが
互いに対向する部分に画素が形成される。この画素に整
合して前側基板2にカラーフィルタCFが設けられてい
る。前後一対の基板2,9の間には電気光学層として液
晶層7が保持されている。この液晶層7は電極6,12
間に印加される電圧に応答して、入射光を画素毎に遮断
(通過)させる。後側基板9には反射層8が設けられて
いる。この反射層8は画素毎に開口を有しており、各画
素を開口内の透過領域Tと開口外の反射領域Rとに平面
分割している。本例では、反射層8は基板9の凹凸面の
上に形成された金属膜からなり、画素電極12の一部を
構成している。又、透過領域TにはITOなどの透明導
電膜が形成されており、前述した開口を形成するととも
に画素電極12の一部を構成している。以上の説明から
明らかな様に、基板9に形成された画素電極12は反射
領域Rに設けた金属膜と透過領域Tに設けた透明導電膜
のハイブリッド構成となっている。係る画素電極12
は、例えば薄膜トランジスタ(TFT)からなるスイッ
チング素子により、画素毎に駆動される。FIG. 6 shows a fifth embodiment of the display device according to the present invention, which is a hybrid type having both reflective display and transmissive display. The hybrid display device
When you can obtain sufficient brightness of external light (natural light, indoor illumination light, etc.), reflect the external light that is incident from the front side by the reflective layer on the rear side, and perform a reflective display that uses the external light. When outside light with a sufficient brightness cannot be obtained, transmissive display is performed using light from a backlight (back lighting) arranged on the rear surface side of the display device. (A) shows the cross-sectional structure for one pixel. The hybrid type display device is composed of a pair of front and rear substrates 2 and 9 arranged to face each other. A transparent counter electrode 6 is formed on the inner surface of one substrate 2,
Pixel electrodes 12 are formed on the inner surface of the other substrate 9. A pixel is formed in a portion where one counter electrode 6 and the other individual pixel electrode 12 face each other. A color filter CF is provided on the front substrate 2 in alignment with the pixels. A liquid crystal layer 7 is held as an electro-optical layer between the pair of front and rear substrates 2 and 9. The liquid crystal layer 7 has electrodes 6, 12
Incident light is blocked (passed) for each pixel in response to a voltage applied therebetween. A reflective layer 8 is provided on the rear substrate 9. The reflective layer 8 has an opening for each pixel, and each pixel is plane-divided into a transmissive area T inside the opening and a reflective area R outside the opening. In this example, the reflective layer 8 is made of a metal film formed on the uneven surface of the substrate 9 and constitutes a part of the pixel electrode 12. In addition, a transparent conductive film such as ITO is formed in the transmissive region T, and forms the above-mentioned opening and constitutes a part of the pixel electrode 12. As is clear from the above description, the pixel electrode 12 formed on the substrate 9 has a hybrid structure of a metal film provided in the reflective region R and a transparent conductive film provided in the transmissive region T. Related pixel electrode 12
Is driven for each pixel by a switching element including, for example, a thin film transistor (TFT).
【0021】尚、カラーフィルタCFは反射領域Rに対
応した反射部分CFRと透過領域Tに対応した透過部分
CFTとで、異なった材料により別々に構成されてい
る。図示する様に、反射部分CFRでは光がカラーフィ
ルタCFを2回通過する。一方、透過部分CFTでは光
はカラーフィルタCFを1回通過するだけである。そこ
で、反射領域Rと透過領域Tとで色調に大きな差が出な
い様に、あらかじめCFRの着色濃度をCFTの着色濃
度よりも低くしてある。The color filter CF has a reflective portion CFR corresponding to the reflective area R and a transmissive portion CFT corresponding to the transmissive area T, which are separately formed of different materials. As shown in the figure, light passes through the color filter CF twice in the reflection portion CFR. On the other hand, in the transmissive portion CFT, the light passes through the color filter CF only once. Therefore, the color density of CFR is set to be lower than the color density of CFT in advance so that a large difference in color tone does not occur between the reflective area R and the transmissive area T.
【0022】特徴事項として、前側基板2の外面に、通
過する光の拡散を電気的に制御する拡散層5が配置され
ている。この拡散層5は透明電極4,6を介した印加電
圧に応じて拡散性が変化する光学機能フィルムで構成さ
れている。この拡散層5は、反射表示及び透過表示に応
じて、前側基板2を通過する光の拡散を制御する。例え
ば反射表示で、良好な光環境下の場合、拡散層5は白濁
させ、光の拡散性を大きくし紙に近い表示が得られる。
一方、光環境が良好でない場所では、通常背面照明から
の光による透過表示と、周辺の微弱な照明での反射表示
を合わせて見ることになる。このような場合では、拡散
層5に電圧を印加してほぼ透明とすることで、反射表示
ではゲインを持たせ、視認性(明るさ)を向上させ、さ
らに、背面照明からの光による透過表示で、より高い視
認性を得ることができる。さらに、周囲からの照明がほ
とんどない暗所では、背面照明からの光による透過表示
のみを見ることになり、拡散層5による光を拡散させる
必要はないので、拡散層5に電圧を印加してほぼ透明と
する。As a characteristic feature, a diffusion layer 5 for electrically controlling diffusion of passing light is arranged on the outer surface of the front substrate 2. The diffusion layer 5 is composed of an optical functional film whose diffusivity changes depending on the voltage applied through the transparent electrodes 4 and 6. The diffusion layer 5 controls diffusion of light passing through the front substrate 2 according to reflective display and transmissive display. For example, in a reflective display, in a favorable light environment, the diffusion layer 5 is made cloudy to increase the light diffusivity, and a display close to paper can be obtained.
On the other hand, in a place where the light environment is not good, the transmissive display by the light from the backside illumination and the reflective display by the weak illumination in the surroundings are usually seen together. In such a case, a voltage is applied to the diffusion layer 5 so that the diffusion layer 5 is made substantially transparent, thereby providing a gain in reflection display, improving visibility (brightness), and further transmitting display by light from the backside illumination. Therefore, higher visibility can be obtained. Further, in a dark place where there is almost no illumination from the surroundings, only the transmissive display by the light from the backside illumination is seen, and it is not necessary to diffuse the light by the diffusion layer 5, so a voltage is applied to the diffusion layer 5. Almost transparent.
【0023】図6(B)は、図6(A)に示した表示装
置の平面形状を模式的に表わしている。図示する様に、
各画素PXLはブラックマスクBMにより格子状に分か
れている。各画素PXLは中央の透過領域Tと周辺の反
射領域Rに平面分割されており、いわゆるハイブリッド
構成となっている。カラーフィルタはブラックマスクB
Mによって区画された画素PXLとほぼ対応する様にパ
タニングされている。典型的には、各画素PXLに対応
したカラーフィルタの画素領域は、赤、緑及び青の三原
色に着色されている。FIG. 6B schematically shows the planar shape of the display device shown in FIG. As shown,
Each pixel PXL is divided into a lattice by a black mask BM. Each pixel PXL is plane-divided into a central transmissive region T and a peripheral reflective region R, forming a so-called hybrid structure. Color filter is black mask B
The patterning is performed so as to substantially correspond to the pixels PXL partitioned by M. Typically, the pixel area of the color filter corresponding to each pixel PXL is colored with three primary colors of red, green, and blue.
【0024】図7は、本発明に係る表示装置の第六実施
形態を示しており、補助光源としてフロント照明を組み
込んだ表示装置である。フロント照明は前側基板の外面
に配されており、必要に応じて光をパネルに入射する様
になっている。(A)に示す様に、この反射型表示装置
は、基本的な構成としてパネル100と導光板13と光
源14と拡散層5と偏光板1及び位相差板1aを備えて
いる。この拡散層5は、一対の透明電極4,6を介した
印加電圧に応じて通過する光の拡散性を電気的に制御で
きるものである。FIG. 7 shows a sixth embodiment of the display device according to the present invention, which is a display device incorporating front illumination as an auxiliary light source. The front lighting is arranged on the outer surface of the front substrate so that light is incident on the panel when necessary. As shown in (A), this reflection type display device includes a panel 100, a light guide plate 13, a light source 14, a diffusion layer 5, a polarizing plate 1 and a retardation plate 1a as a basic configuration. The diffusion layer 5 can electrically control the diffusivity of light passing therethrough according to an applied voltage via the pair of transparent electrodes 4 and 6.
【0025】パネル100は外光の入射側に位置する前
側基板2、所定の間隙を介して前側基板2に接合し反射
側に位置する後側基板9、両基板2,9の間隙に保持さ
れた電気光学物質及び前側基板2と後側基板9のそれぞ
れに形成され電気光学物質に電圧を印加する透明電極
6,画素電極を兼ねた反射層8を備えている。導光板1
3は例えばアクリル樹脂など透明材料の射出成形品から
なり、偏光板1の外側に配されている。光源14は導光
板13の端部に配され、必要に応じて照明光を発生す
る。この光源14は例えば冷陰極管からなり、いわゆる
エッジライトと呼ばれる。このエッジライトの照明効率
を改善する為、円筒型の光源14の後ろに反射鏡15が
配されている。係る構成において、導光板13は、通常
外光を透過してパネル100に入射し且つ反射層8から
反射した外光を出射する一方、必要に応じ照明光を導光
してパネル100に入射し且つ反射層8から反射した照
明光を出射する。The panel 100 is held in the gap between the front substrate 2 located on the incident side of external light, the rear substrate 9 bonded to the front substrate 2 via a predetermined gap and located on the reflecting side, and both substrates 2, 9. The electro-optical material and the transparent electrode 6 formed on each of the front substrate 2 and the rear substrate 9 for applying a voltage to the electro-optical material 6 and the reflective layer 8 also serving as a pixel electrode are provided. Light guide plate 1
Reference numeral 3 is an injection-molded product made of a transparent material such as acrylic resin, and is arranged outside the polarizing plate 1. The light source 14 is arranged at the end of the light guide plate 13 and generates illumination light as needed. The light source 14 is, for example, a cold cathode tube and is called a so-called edge light. In order to improve the illumination efficiency of this edge light, a reflecting mirror 15 is arranged behind the cylindrical light source 14. In such a configuration, the light guide plate 13 normally transmits external light to enter the panel 100 and emits external light reflected from the reflective layer 8, while guiding the illumination light to enter the panel 100 as necessary. Moreover, the illumination light reflected from the reflective layer 8 is emitted.
【0026】導光板13は帯状に分割された平面部20
0及び各平面部200の間に位置する傾斜した段差部2
01を有しており、光源14が位置する端部から前方に
向かって段階的に厚みが減少している。導光板13は前
方に向かって水平方向に導かれた照明光を各段差部20
1で全反射してパネル100に入射するとともに、反射
層8から反射した照明光を各平面部200から出射す
る。導光板13の段差部201は、平面部200に対し
て例えばθ=45度の角度で傾斜している。図7の
(A)は暗い環境下における反射型表示装置の使用状態
を表わしており、エッジライトを構成する光源14は点
灯されている。光源14から発した照明光は導光板13
を介してパネル100を照明する。すなわち、導光板1
3の内部を水平方向に進行する照明光は傾斜している段
差部201で全反射され、パネル100に入射する一
方、反射層8から反射した照明光は導光板13の平面部
200から出射される。なお、反射層8は表面に凹凸を
有し光散乱性を備えている。The light guide plate 13 is a flat portion 20 divided into strips.
0 and each inclined step portion 2 located between each plane portion 200
01, and the thickness gradually decreases from the end where the light source 14 is located toward the front. The light guide plate 13 guides the illumination light, which is guided in the horizontal direction forward, to each step portion 20.
The light is totally reflected at 1 and enters the panel 100, and the illumination light reflected from the reflective layer 8 is emitted from each plane portion 200. The step portion 201 of the light guide plate 13 is inclined with respect to the plane portion 200 at an angle of θ = 45 degrees, for example. FIG. 7A shows a usage state of the reflective display device in a dark environment, and the light source 14 forming the edge light is turned on. The illumination light emitted from the light source 14 is guided by the light guide plate 13.
Panel 100 is illuminated via. That is, the light guide plate 1
Illumination light traveling in the horizontal direction inside 3 is totally reflected by the inclined step portion 201 and enters the panel 100, while the illumination light reflected from the reflective layer 8 is emitted from the flat portion 200 of the light guide plate 13. It The reflective layer 8 has irregularities on the surface and has a light-scattering property.
【0027】パネル100はECBモードの液晶層7を
電気光学物質として用いている。パネル100は反射層
8を備えている。反射層8は後側基板9側に位置し外光
を散乱反射する。液晶層7は上下の配向膜16,17に
よりホモジニアスに整列されている。なお、場合によっ
てはツイスト配向や偏光板1を用いないゲストホストモ
ードも考えられる。The panel 100 uses the ECB mode liquid crystal layer 7 as an electro-optical material. The panel 100 includes the reflective layer 8. The reflective layer 8 is located on the rear substrate 9 side and scatters and reflects external light. The liquid crystal layer 7 is homogeneously aligned by the upper and lower alignment films 16 and 17. A guest-host mode in which the twist orientation or the polarizing plate 1 is not used may be considered in some cases.
【0028】特定の照明が無く、光環境が良くなく、暗
い場所では、図7(A)に示すようにフロント照明を点
灯させ、パネル100の表示視認性を確保することがで
きる。この場合は、フロント照明の照明効果を高めるた
めに、拡散層5に電圧を印加して、その拡散性を抑制
し、より多くの光をパネル100に取り込むことがで
き、より良い表示視認性が得られる。In a dark place where there is no specific illumination and the light environment is not good, the front illumination can be turned on as shown in FIG. 7A to secure the display visibility of the panel 100. In this case, in order to enhance the illumination effect of the front illumination, a voltage is applied to the diffusion layer 5 to suppress its diffusivity, and more light can be taken into the panel 100, resulting in better display visibility. can get.
【0029】次に、特定の光源が存在するような良好な
光環境下もしくは、図7(A)のように、フロント照明
を点灯させずとも表示を十分視認できる光環境では、図
7(B)に示すように、自然光などの外光が十分にある
為、これを利用して表示を行なう。従って光源14は消
灯する。これにより、ディスプレイ全体としての消費電
力を低減可能である。導光板13は観察者側から入射す
る外光をそのまま透過してパネル100に入射し、且つ
反射層8から反射した外光を平面部200から出射す
る。導光板13は基本的に透明であり、何ら表示を観察
する上で障害とならない。Next, in a good light environment in which a specific light source exists, or in a light environment in which the display is sufficiently visible without turning on the front illumination, as shown in FIG. As shown in (), since there is sufficient external light such as natural light, display is performed using this. Therefore, the light source 14 is turned off. As a result, the power consumption of the entire display can be reduced. The light guide plate 13 directly transmits the external light incident from the viewer side, enters the panel 100, and emits the external light reflected from the reflective layer 8 from the flat portion 200. The light guide plate 13 is basically transparent and does not hinder the display from being observed.
【0030】ここで、本発明の特徴的な構成要素である
拡散層5の機能につき説明する。前述した様に、外光が
乏しい環境ではフロント照明を点灯し、外光が十分な場
合にはフロント照明を消灯する。フロント照明の光を効
率的に取り込む場合には、拡散層5の拡散性はあまり強
くない方が好ましい。従って、フロント照明を点灯する
場合、拡散層5の拡散性は低く抑える。一方、外部の照
明光源が強い場合にはこのフロント照明は消灯して差し
支えない。強い外部照明光源がある場合、凹凸構造を有
する光反射層8の散乱特性のみでは不十分な場合があ
る。そこで、この時には拡散層5の拡散性を高め、光反
射層8の散乱性と相まって、強い照明光源が存在する環
境に適応させている。逆に、フロント照明を点灯する時
には前述した様に拡散層5の光拡散性を抑えて、フロン
ト照明の光利用効率を高める様にしている。Here, the function of the diffusion layer 5, which is a characteristic component of the present invention, will be described. As described above, the front lighting is turned on in an environment where the external light is scarce, and the front lighting is turned off when the external light is sufficient. In order to efficiently take in the light of the front illumination, it is preferable that the diffusivity of the diffusion layer 5 is not so strong. Therefore, when the front illumination is turned on, the diffusivity of the diffusion layer 5 is kept low. On the other hand, when the external illumination light source is strong, this front illumination may be turned off. When there is a strong external illumination light source, the scattering characteristics of the light reflecting layer 8 having the uneven structure may not be sufficient. Therefore, at this time, the diffusivity of the diffusing layer 5 is increased, and in combination with the diffusing property of the light reflecting layer 8, it is adapted to the environment in which a strong illumination light source exists. On the contrary, when the front illumination is turned on, the light diffusion property of the diffusion layer 5 is suppressed as described above, and the light utilization efficiency of the front illumination is improved.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、拡
散層の拡散効果を手動もしくは自動で制御することによ
り、如何なる光環境下においても適切な拡散性を得るこ
とが可能となり、反射型の表示装置の視認性や表示明度
を改善することが可能となる。これにより、環境依存性
の少ない反射型表示装置を得ることができる。As described above, according to the present invention, by controlling the diffusion effect of the diffusion layer manually or automatically, it becomes possible to obtain an appropriate diffusivity in any light environment, and to reflect the light. It is possible to improve the visibility and display brightness of the mold type display device. As a result, it is possible to obtain a reflective display device having little environmental dependence.
【図1】本発明に係る表示装置の第一実施形態を示す部
分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a first embodiment of a display device according to the present invention.
【図2】本発明に係る表示装置の第二実施形態を示す部
分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a second embodiment of the display device according to the present invention.
【図3】本発明に係る表示装置の第三実施形態を示す部
分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a third embodiment of the display device according to the present invention.
【図4】本発明に係る表示装置の第四実施形態を示す部
分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a fourth embodiment of a display device according to the present invention.
【図5】拡散層として用いられるPDLCの動作説明図
である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of PDLC used as a diffusion layer.
【図6】本発明に係る表示装置の第五実施形態を示す模
式的な断面図及び平面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view and a plan view showing a fifth embodiment of a display device according to the present invention.
【図7】本発明に係る表示装置の第六実施形態を示す模
式的な部分断面図である。FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view showing a sixth embodiment of the display device according to the present invention.
1・・・偏光板、1a・・・位相差板、2・・・前側基
板、3・・・カラーフィルタ層、4・・・透明電極、5
・・・拡散層、6・・・透明電極、7・・・液晶層、8
・・・反射層、9・・・後側基板、10・・・スイッチ
ング素子、11・・・層間絶縁膜、12・・・画素電
極、13・・・導光板、14・・・光源、15・・・反
射鏡、16、17・・・配向膜、100・・・パネル、
200・・・平面部、201・・・段差部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarizing plate, 1a ... Retardation plate, 2 ... Front substrate, 3 ... Color filter layer, 4 ... Transparent electrode, 5
... Diffusion layer, 6 ... Transparent electrode, 7 ... Liquid crystal layer, 8
... Reflecting layer, 9 ... Rear substrate, 10 ... Switching element, 11 ... Interlayer insulating film, 12 ... Pixel electrode, 13 ... Light guide plate, 14 ... Light source, 15 ... Reflector, 16, 17 ... Alignment film, 100 ... Panel,
200 ... Plane part, 201 ... Step part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/13357 G02F 1/13357 1/1347 1/1347 G09F 9/00 336 G09F 9/00 336B Fターム(参考) 2H042 BA08 BA11 BA20 DA11 DA22 DB00 DD00 DE00 2H089 HA04 HA15 HA17 HA22 KA20 QA16 RA05 RA06 RA07 RA09 TA02 TA09 TA12 TA14 TA15 TA17 TA18 2H091 FA02Y FA08X FA11X FA14Y FA16Y FA23X FA31Y FA32X FA32Y FA35Y FA41Z FA42X GA03 GA13 HA07 HA08 HA09 JA02 LA16 LA18 2H093 NA01 NC34 NC48 NC49 NC55 ND02 ND05 ND09 NE03 NE06 NF05 NF06 NF09 NF11 5G435 AA01 BB12 BB16 EE22 FF06 FF15 HH04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02F 1/13357 G02F 1/13357 1/1347 1/1347 G09F 9/00 336 G09F 9/00 336B F term ( (Reference) 2H042 BA08 BA11 BA20 DA11 DA22 DB00 DD00 DE00 2H089 HA04 HA15 HA17 HA22 KA20 QA16 RA05 RA06 RA07 RA09 TA02 TA09 TA12 TA14 TA15 TA17 TA18 2H091 FA02Y FA08X FA11X FA14Y FA07X FA18Y FA02X FA32Y FA35Y FA35Y FA35Y FA35Y FA35Y FA35Y FA35Y FA32Y FA35Y FA32Y FA35Y FA35Y FA35Y FA32Y FA32Y FA32Y FA35Y FA32Y FA35Y FA32X 2H093 NA01 NC34 NC48 NC49 NC55 ND02 ND05 ND09 NE03 NE06 NF05 NF06 NF09 NF11 5G435 AA01 BB12 BB16 EE22 FF06 FF15 HH04
Claims (11)
板に保持され信号電圧に応じて光の透過率が変化する電
気光学層と、 該前側基板及び後側基板の少くとも片方に配され該電気
光学層に信号電圧を印加して画像を表示する電極とを有
する表示装置において、 前記前側基板は、通過する光の拡散を電気的に制御する
拡散層を備えており、表示された画像の視認性を調整可
能なことを特徴とする表示装置。1. A front substrate through which light can pass, a rear substrate provided with a reflection layer for reflecting light, and a front substrate and a rear substrate which are bonded to each other with a predetermined gap therebetween, and are held according to a signal voltage. A display device having an electro-optical layer whose light transmittance changes, and an electrode for displaying an image by applying a signal voltage to the electro-optical layer which is disposed on at least one of the front substrate and the rear substrate, The display device, wherein the front substrate includes a diffusion layer that electrically controls diffusion of passing light, and the visibility of a displayed image can be adjusted.
と接する内面側に配されていることを特徴とする請求項
1記載の表示装置。2. The display device according to claim 1, wherein the diffusion layer is disposed on an inner surface side of the front substrate which is in contact with the electro-optical layer.
て挟まれ拡散性を電気的に制御可能な光学膜からなるこ
とを特徴とする請求項1記載の表示装置。3. The display device according to claim 1, wherein the diffusion layer is formed of an optical film sandwiched by a pair of transparent electrodes and electrically controllable in diffusivity.
制御する為、該拡散層に印加する電圧を調節可能な手段
を備えていることを特徴とする請求項1記載の表示装
置。4. The display device according to claim 1, further comprising means capable of adjusting a voltage applied to the diffusion layer in order to manually control diffusion of light passing through the front substrate.
制御する為、該前側基板に入射する光の状態を検出して
該拡散層に印加する電圧を調節する手段を備えているこ
とを特徴とする請求項1記載の表示装置。5. In order to automatically control the diffusion of light passing through the front substrate, a means for detecting the state of light incident on the front substrate and adjusting the voltage applied to the diffusion layer is provided. The display device according to claim 1, wherein:
反射領域に加え背部照明からの光を透過する透過領域を
備えており、該反射領域を利用した反射表示と該透過領
域を利用した透過表示とを切換可能であり、 前記拡散層は該反射表示及び透過表示に応じて、該前側
基板を通過する光の拡散を制御することを特徴とする請
求項1記載の表示装置。6. The rear substrate is provided with a transmissive region for transmitting light from the back illumination in addition to the reflective region formed by the reflective layer, and the reflective display utilizing the reflective region and the transmissive region are provided. 2. The display device according to claim 1, wherein it is possible to switch between the used transmissive display and the diffusion layer controls diffusion of light passing through the front substrate in accordance with the reflective display and the transmissive display.
光を入射する為のフロント照明が配されており、 前記拡散層は該フロント照明の点灯及び消灯に応じて該
前側基板を通過する光の拡散を制御することを特徴とす
る請求項1記載の表示装置。7. The front surface of the front substrate is provided with front illumination for incident light as necessary, and the diffusion layer passes through the front substrate according to turning on and off of the front illumination. The display device according to claim 1, wherein the diffusion of the light that is emitted is controlled.
するとともに、前記拡散層は該散乱反射した光を拡散透
過することを特徴とする請求項1記載の表示装置。8. The display device according to claim 1, wherein the reflective layer has an uneven surface and scatters and reflects light, and the diffusion layer diffuses and transmits the scattered and reflected light.
るとともに、前記拡散層は該鏡面反射した光を拡散透過
することを特徴とする請求項1記載の表示装置。9. The display device according to claim 1, wherein the reflection layer has a flat surface and specularly reflects the light, and the diffusion layer diffuses and transmits the specularly reflected light.
して互いに反対方向に傾いた一対の平面を有することを
特徴とする請求項9記載の表示装置。10. The display device according to claim 9, wherein the reflective layer has a pair of flat surfaces inclined in directions opposite to each other with respect to a normal line of the rear substrate.
して互いに反対方向に傾いた一対の平面が周期的に連続
している反射層であることを特徴とする請求項9記載の
表示装置。11. The early reflection layer is a reflection layer in which a pair of flat surfaces inclined in directions opposite to each other with respect to a normal line of the rear substrate are periodically continuous. Display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002148519A JP2003344832A (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002148519A JP2003344832A (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344832A true JP2003344832A (en) | 2003-12-03 |
Family
ID=29767035
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003344832A (en) |
-
2002
- 2002-05-23 JP JP2002148519A patent/JP2003344832A/en active Pending
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